JPH0581188A - Three state buffer circuit - Google Patents

Three state buffer circuit

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JPH0581188A
JPH0581188A JP3242227A JP24222791A JPH0581188A JP H0581188 A JPH0581188 A JP H0581188A JP 3242227 A JP3242227 A JP 3242227A JP 24222791 A JP24222791 A JP 24222791A JP H0581188 A JPH0581188 A JP H0581188A
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transistor
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Abstract

PURPOSE:To reduce a layout area, to improve integration degree and to speed up in operation mode by constituting circuits with less transistors related to three state buffer circuits of semiconductor integrated circuits. CONSTITUTION:This system is provided with P type MOS transistors TP1, TP2, TP3, TP4 and TP5 and N type MOSS transistors TN1, TN2, TH3, TH4, and TN5. These transistors are connected with nodes 1, 2, 3, and 4, a power source and a GND in series/parallel. An input signal D, a control signal CNTRL and some nodes act as gate inputs. By using this as a bus driver when an external buffer and bus lines such as a data bus, etc., are shared, a layout area is reduced, integration degree is improved and speed-up is realized in operation mode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はスリーステートバッファ
回路に関し、特にデータバス等のバスラインを共用する
ときにバスドライバとして用いたり集積回路の信号出力
部に用いる出力スリーステートバッファ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-state buffer circuit, and more particularly to an output three-state buffer circuit used as a bus driver when sharing a bus line such as a data bus or used as a signal output portion of an integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のスリーステートバッファ
回路は、図2に示す様な回路が用いられて来た。図2に
おいて、入力信号Dは、インバータ11を通し、2NA
NDゲート13及び2NORゲート12へ入力され、2
NANDゲート13及び2NORゲート12のもう一方
の入力は、制御信号CNTRLが2NANDゲート1
3、制御信号の反転CNTRL(インバータ16を介し
たことによる)が2NORゲート12へそれぞれ入力さ
れる。2NANDゲート13,2NORゲート12の出
力は、それぞれインバータ15,14へ入力され、その
出力はソース電源電圧VDDのP型MOSトランジスタ
TPとソースがGNDのN型MOSトランジスタTNへ
入力され、MOSトランジスタTP−TNのドレインが
出力バッファの出力Out端子となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of three-state buffer circuit, a circuit as shown in FIG. 2 has been used. In FIG. 2, the input signal D passes through the inverter 11 and is 2NA.
Input to the ND gate 13 and the 2NOR gate 12, and 2
The other input of the NAND gate 13 and the 2NOR gate 12 receives the control signal CNTRL from the 2NAND gate 1
3. The inverted CNTRL of the control signal (through the inverter 16) is input to the 2NOR gate 12 respectively. The outputs of the 2NAND gate 13 and the 2NOR gate 12 are input to the inverters 15 and 14, respectively, and the outputs thereof are input to the P-type MOS transistor TP of the source power supply voltage VDD and the N-type MOS transistor TN of the source GND, and the MOS transistor TP. The drain of -TN serves as the output Out terminal of the output buffer.

【0003】次に動作について説明する。制御信号CN
TRLが、ハイレベル(以下“H”と称す)のとき、2
NANDゲート13の入力に“H”が入力され、2NO
Rゲート12の入力には制御信号の反転であるロウレベ
ル(以下“L”と称す)が入力されるから、図2のゲー
ト入力A,Bには入力信号の反転が出力される。
Next, the operation will be described. Control signal CN
When TRL is at high level (hereinafter referred to as “H”), 2
“H” is input to the input of the NAND gate 13 and 2NO
Since the low level (hereinafter referred to as "L") which is the inversion of the control signal is input to the input of the R gate 12, the inversion of the input signal is output to the gate inputs A and B of FIG.

【0004】入力信号Dが“L”のとき、2NANDゲ
ート13の入力は前記制御信号CNTRLの“H”と入
力信号Dの反転レベル“H”が入力されるから、前記入
力Bのレベルは“H”となる。また、2NORゲート1
2の入力は前記制御信号のレベル“L”と、入力信号D
の反転レベル“H”とが入力されるから、前記A点のレ
ベルは“H”となる。
When the input signal D is "L", the input of the 2NAND gate 13 is "H" of the control signal CNTRL and the inverted level "H" of the input signal D, so that the level of the input B is "L". H ". 2 NOR gate 1
2 inputs the level "L" of the control signal and the input signal D
Since the inversion level "H" is input, the level at the point A becomes "H".

【0005】よって、前記B点の“H”レベルがN型M
OSトランジスタTNをオンし、出力に“L”を伝え
る。次に、入力信号Dが“H”のとき、2NORゲート
12及び2NANDゲート13の入力には“L”が入力
される。ゲート入力Aのレベルは、2NORゲート12
の入力が入力信号Dの反転レベル“L”と制御信号CN
TRLの反転レベル“L”とが入力されることから
“L”となる。
Therefore, the "H" level at the point B is N type M
The OS transistor TN is turned on and "L" is transmitted to the output. Next, when the input signal D is “H”, “L” is input to the inputs of the 2NOR gate 12 and the 2NAND gate 13. The level of the gate input A is 2 NOR gate 12
Input is the inversion level “L” of the input signal D and the control signal CN.
Since the inverted level "L" of TRL is input, it becomes "L".

【0006】また、2NANDゲート12の入力は入力
信号Dの反転レベル“L”と制御信号CNTRLのレベ
ル“H”とが入力され、ゲート入力Bのレベルは“L”
となる。よって、ゲート入力Aの“L”レベルがゲート
信号となっているMOSトランジスタTPがオンし、出
力に“H”レベルを伝える。
The inverted level "L" of the input signal D and the level "H" of the control signal CNTRL are input to the inputs of the 2NAND gate 12, and the level of the gate input B is "L".
Becomes Therefore, the MOS transistor TP whose gate signal is the “L” level of the gate input A is turned on, and the “H” level is transmitted to the output.

【0007】制御信号CNTRLが“L”のとき、2N
ANDゲート13の入力に“L”及び2NORゲート1
2の入力に制御信号の反転レベル“H”が入力されるか
ら、ゲート入力Aが“H”,ゲート入力Bが“L”とな
り、それぞれがゲート入力となっているトランジスタT
P,TNともにオフし、出力はハイインピーダンスとな
る。
When the control signal CNTRL is "L", 2N
Input to AND gate 13 is "L" and 2 NOR gate 1
Since the inverted level "H" of the control signal is input to the input of the transistor 2, the gate input A becomes "H", the gate input B becomes "L", and the transistor T is a gate input.
Both P and TN are turned off, and the output becomes high impedance.

【0008】入力信号Dが“L”のとき、2NANDゲ
ート13の入力は入力信号Dの反転レベルの“H”と制
御信号CNTRLのレベル“L”とが入力されるから、
ゲート入力Bは“L”となる。
When the input signal D is "L", the inverted level "H" of the input signal D and the level "L" of the control signal CNTRL are input to the inputs of the 2NAND gate 13.
The gate input B becomes "L".

【0009】また、2NORゲート12の入力は、入力
信号Dの反転レベル“H”と制御信号の反転レベル
“H”とが入力される。ゲート入力Aは“H”となるの
で、それぞれがゲートとなっているトランジスタTP,
TNはオフし、出力端子はハイインピーダンスとなる。
The inverted level "H" of the input signal D and the inverted level "H" of the control signal are input to the inputs of the 2NOR gate 12. Since the gate input A becomes "H", the transistors TP and
TN is turned off and the output terminal becomes high impedance.

【0010】入力信号Dが“H”のとき、2NANDゲ
ート13の入力は入力信号Dの反転レベル“L”と制御
信号CNTRLのレベル“L”とが入力されるから、ゲ
ート入力Bのレベルは“L”となる。
When the input signal D is "H", the inversion level "L" of the input signal D and the level "L" of the control signal CNTRL are input to the inputs of the 2NAND gate 13, so that the level of the gate input B is It becomes "L".

【0011】また、2NORゲート12の入力は、入力
信号Dの反転レベル“L”と制御信号CNTRLの反転
レベル“H”とが入力されるから、ゲート入力Aのレベ
ルは“H”となり、ゲート入力A及びBがゲート入力と
なっているトランジスタTP及びTNともにオフし、出
力はハイインピーダンスとなる。
Further, since the inversion level "L" of the input signal D and the inversion level "H" of the control signal CNTRL are input to the input of the 2NOR gate 12, the level of the gate input A becomes "H", and the gate Both the transistors TP and TN whose inputs A and B are gate inputs are turned off, and the output becomes high impedance.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のスリー
ステートバッファ回路は、入力信号Dの反転信号を作る
インバータ11と2NANDゲート13及び2NORゲ
ート12,またそれぞれの出力を受けてスイッチッグを
早くする2個のインバータ4,5と最終段の2個のP,
N型MOSトランジスタTP,TNという合計18個の
MOSトランジスタから構成される。
In the conventional three-state buffer circuit described above, the inverter 11 for producing the inverted signal of the input signal D, the 2NAND gate 13 and the 2NOR gate 12, and the outputs of the respective inverters 11 and 2 are provided to accelerate the switching. Inverters 4, 5 and the last two P's,
It is composed of a total of 18 MOS transistors called N-type MOS transistors TP and TN.

【0013】近年、半導体集積回路において、高集積化
の傾向は著しく、また動作スピードにおいても高速モー
ドの要求があり、素子数を多く必要とする回路において
は障害となる欠点がある。
In recent years, there has been a remarkable trend toward higher integration in semiconductor integrated circuits, and there is a demand for a high-speed mode in terms of operating speed as well, which is an obstacle to circuits requiring a large number of elements.

【0014】本発明の目的は、前記欠点を解決し、素子
数を多くしないで済むようにしたスリーステートバッフ
ァ回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a three-state buffer circuit which solves the above-mentioned drawbacks and does not require a large number of elements.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明のスリーステート
バッフ回路の構成は、第1の電源と出力となる第1の節
点とに接続された第1のトランジスタと、前記第1の節
点と第2の電源とに接続された第2のトランジスタと、
前記第1の電源と第2の節点とに並列に接続された第
3,第4のトランジスタと、前記第2の電源と第3の節
点とに並列に接続された第5,第6のトランジスタと、
前記第2の節点と前記第3の節点とに並列に接続された
第7,第8のトランジスタと、前記第2の節点と第4の
節点に接続された第9のトランジスタと、前記第4の節
点と前記第2の電源に接続された第10のトランジスタ
とを含み、前記第1の節点は出力端子となり、前記第2
の節点は前記第1のトランジスタのゲートに接続され、
前記第3の節点は前記第2のトランジスタのゲートに接
続され、前記第4の節点は前記第6,第8のトランジス
タのゲートに接続され、前記第4,第7,第9,第10
のトランジスタのゲートには制御信号が加えられ、前記
第3,第5のトランジスタのゲートには入力信号が加え
られることを特徴とする。
A three-state buffer circuit according to the present invention has a first transistor connected to a first power supply and a first node serving as an output, the first node and the first node. A second transistor connected to the second power supply,
Third and fourth transistors connected in parallel to the first power supply and the second node, and fifth and sixth transistors connected in parallel to the second power supply and the third node When,
Seventh and eighth transistors connected in parallel to the second node and the third node, a ninth transistor connected to the second node and a fourth node, and the fourth transistor. Node and a tenth transistor connected to the second power supply, the first node being an output terminal, and the second node
Is connected to the gate of the first transistor,
The third node is connected to the gate of the second transistor, the fourth node is connected to the gates of the sixth and eighth transistors, and the fourth, seventh, ninth and tenth nodes are connected.
A control signal is applied to the gates of the transistors, and an input signal is applied to the gates of the third and fifth transistors.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の一実施例のスリーステートバ
ッファ回路を示す回路図である。
1 is a circuit diagram showing a three-state buffer circuit according to an embodiment of the present invention.

【0017】図1において、本実施例は、P型MOSト
ランジスタTP5が節点1と電源電圧VDDとの間に接
続され、P型MOSトランジスタTP1とP型MOSト
ランジスタTP3は節点2と電源電圧VDDとの間に並
列に接続される。
In FIG. 1, in this embodiment, a P-type MOS transistor TP5 is connected between the node 1 and the power supply voltage VDD, and a P-type MOS transistor TP1 and a P-type MOS transistor TP3 are connected to the node 2 and the power supply voltage VDD. Connected in parallel between.

【0018】N型MOSトランジスタTN5は、節点1
と接地(GND)との間にに接続され、N型MOSトラ
ンジスタTN2とN型MOSトランジスタTN4とは節
点3とGNDとの間に並列に接続される。
The N-type MOS transistor TN5 has a node 1
And the ground (GND), and the N-type MOS transistor TN2 and the N-type MOS transistor TN4 are connected in parallel between the node 3 and GND.

【0019】N型MOSトランジスタTN1とP型MO
SトランジスタTP2とは、節点2と節点3との間に並
列に接続され、P型MOSトランジスタTP4は節点4
と節点2との間に接続され、N型MOSトランジスタT
N3は節点4とGNDとの間に接続される。
N-type MOS transistor TN1 and P-type MO
The S transistor TP2 is connected in parallel between the node 2 and the node 3, and the P-type MOS transistor TP4 is connected to the node 4
Connected to the node 2 and connected to the N-type MOS transistor T
N3 is connected between node 4 and GND.

【0020】節点1は出力Out端子となり、節点2は
P型MOSトランジスタTP5のゲートに入力し、節点
3はN型MOSトランジスタTN5のゲートに入力し、
節点4はP型MOSトランジスタTP2と、N型MOS
トランジスタTN4のゲートにそれぞれ入力する。
The node 1 serves as an output Out terminal, the node 2 is input to the gate of the P-type MOS transistor TP5, and the node 3 is input to the gate of the N-type MOS transistor TN5.
Node 4 is a P-type MOS transistor TP2 and an N-type MOS
Input to the gate of the transistor TN4.

【0021】また、制御信号CNTRLは、P型MOS
トランジスタTP3,TP4とN型MOSトランジスタ
TN2,TN3のゲートにそれぞれ入力され、入力信号
Dは、P型MOSトランジスタTP1とN型MOSトラ
ンジスタTN2に入力される。
The control signal CNTRL is a P-type MOS.
Input signals D are input to the gates of the transistors TP3 and TP4 and the N-type MOS transistors TN2 and TN3, respectively, and are input to the P-type MOS transistor TP1 and the N-type MOS transistor TN2.

【0022】本実施例の動作を次に示す。制御信号CN
TRLが“H”のとき、N型MOSトランジスタTN
3,TN1及びP型MOSトランジスタTP2がオン
し、節点2,節点3の間を導通状態となる。
The operation of this embodiment will be described below. Control signal CN
When TRL is "H", N-type MOS transistor TN
3, the TN1 and the P-type MOS transistor TP2 are turned on, and the nodes 2 and 3 are brought into conduction.

【0023】このとき、入力信号Dが“L”であると
き、P型MOSトランジスタTP1がオンし、N型MO
SトランジスタTN2がオフとなり、電源電圧VDDか
らのレベル“H”のN型MOSトランジスタTN5のP
型MOSトランジスタTP5に伝え、N型MOSトラン
ジスタTN5がオンし、GNDからのレベル“L”を出
力する。
At this time, when the input signal D is "L", the P-type MOS transistor TP1 is turned on and the N-type MO transistor TP1 is turned on.
The S transistor TN2 is turned off, and the P of the N-type MOS transistor TN5 at the level "H" from the power supply voltage VDD
To the MOS transistor TP5, the N-MOS transistor TN5 is turned on, and the level "L" from GND is output.

【0024】また入力信号Dが“H”のとき、P型MO
SトランジスタTP1はオフ、N型MOSトランジスタ
TN2がオンし、GNDのレベル“L”をP型MOSト
ランジスタTP5及びN型MOSトランジスタTN5に
伝え、P型MOSトランジスタTP5がオンし、電源電
圧VDDのレベル“H”を出力する。
When the input signal D is "H", the P-type MO
The S transistor TP1 is turned off, the N-type MOS transistor TN2 is turned on, the level "L" of GND is transmitted to the P-type MOS transistor TP5 and the N-type MOS transistor TN5, the P-type MOS transistor TP5 is turned on, and the power supply voltage VDD level is reached. Output "H".

【0025】制御信号CNTRLが“L”のとき、P型
MOSトランジスタTP3,TP4をオンし、節点2及
び節点4に“H”を伝え、節点4がゲートとなるN型M
OSトランジスタTN4をオンさせ、GNDからのレベ
ル“L”をN型MOSトランジスタTN5のゲートに伝
える。また、前記節点2は“H”レベルからP型MOS
トランジスタTP5のゲートに“H”を伝え、N型MO
SトランジスタTN5及びP型MOSトランジスタTP
5ともにオフし、入力信号のレベルに関係なく出力はハ
イインピーダンスとなる。
When the control signal CNTRL is "L", the P-type MOS transistors TP3 and TP4 are turned on, "H" is transmitted to the node 2 and the node 4, and the node 4 serves as a gate.
The OS transistor TN4 is turned on, and the level "L" from GND is transmitted to the gate of the N-type MOS transistor TN5. Further, the node 2 is from the "H" level to the P-type MOS.
"H" is transmitted to the gate of the transistor TP5, and the N-type MO
S transistor TN5 and P-type MOS transistor TP
Both 5 are turned off, and the output becomes high impedance regardless of the level of the input signal.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、従来の
スリーステートバッファ回路に必要とされていた18個
のP,N型MOSトランジスタの素子数を例えば10個
のP,N型MOSトランジスタにでき、素子数を削減し
てスリーステートバッファ回路を構成することにより、
外部出力バッファやデータバス等のバスラインを共用す
るときに、バスドライバとして用いれば、レイアウトの
面積縮小,ひいては集積度の向上ならびに動作モードに
おいてもスピードの向上を実現できるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the number of elements of the 18 P and N type MOS transistors required for the conventional three-state buffer circuit is, for example, 10 P and N type MOS transistors. By reducing the number of elements and configuring a three-state buffer circuit,
When used as a bus driver when sharing a bus line such as an external output buffer or a data bus, there is an effect that the layout area can be reduced, and further, the integration degree can be improved and the speed can be improved even in the operation mode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のスリーステートバッファ回
路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a three-state buffer circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来のスリーステートバッファ回路を示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional three-state buffer circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ソース電源電圧VDDのP型MOSトランジスタ
のゲート入力 B ソースGNDのN型MOSトランジスタのゲート
入力 1,2,3,4 節点 TP1,TP2,TP3,TP4,TP5 P型MO
Sトランジスタ TN1,TN2,TN3,TN4,TN5 N型MO
Sトランジスタ
A Gate input of P-type MOS transistor of source power supply voltage VDD B Gate input of N-type MOS transistor of source GND 1, 2, 3, 4 Nodes TP1, TP2, TP3, TP4, TP5 P-type MO
S transistor TN1, TN2, TN3, TN4, TN5 N type MO
S transistor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電源と出力となる第1の節点とに
接続された第1のトランジスタと、前記第1の節点と第
2の電源とに接続された第2のトランジスタと、前記第
1の電源と第2の節点とに並列に接続された第3,第4
のトランジスタと、前記第2の電源と第3の節点とに並
列に接続された第5,第6のトランジスタと、前記第2
の節点と前記第3の節点とに並列に接続された第7,第
8のトランジスタと、前記第2の節点と第4の節点に接
続された第9のトランジスタと、前記第4の節点と前記
第2の電源に接続された第10のトランジスタとを含
み、前記第1の節点は出力端子となり、前記第2の節点
は前記第1のトランジスタのゲートに接続され、前記第
3の節点は前記第2のトランジスタのゲートに接続さ
れ、前記第4の節点は前記第6,第8のトランジスタの
ゲートに接続され、前記第4,第7,第9,第10のト
ランジスタのゲートには制御信号が加えられ、前記第
3,第5のトランジスタのゲートには入力信号が加えら
れることを特徴とするスリーステートバッファ回路。
1. A first transistor connected to a first power supply and a first node serving as an output, a second transistor connected to the first node and a second power supply, and Third and fourth terminals connected in parallel to the first power source and the second node
Transistor, a fifth and a sixth transistor connected in parallel with the second power source and the third node, and the second transistor.
7th and 8th transistors connected in parallel to the second node and the third node, a ninth transistor connected to the second node and the fourth node, and a fourth node A first transistor connected to the second power supply, the first node being an output terminal, the second node being connected to the gate of the first transistor, and the third node being The fourth node is connected to the gates of the second transistors, the fourth node is connected to the gates of the sixth and eighth transistors, and the gates of the fourth, seventh, ninth, and tenth transistors are controlled. A three-state buffer circuit, wherein a signal is applied and an input signal is applied to the gates of the third and fifth transistors.
【請求項2】 第1,第3,第4,第8,第9のトラン
ジスタがPチャネル型であり、第2,第5,第6,第
7,第10のトランジスタがNチャネル型である請求項
1記載のスリーステートバッファ回路。
2. The first, third, fourth, eighth and ninth transistors are P-channel type, and the second, fifth, sixth, seventh and tenth transistors are N-channel type. The three-state buffer circuit according to claim 1.
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